城市生活垃圾堆肥发酵中微生物菌群变化规律的研究

摘要：通过对垃圾处理厂静态堆肥不同区域的微生物菌群与数量的分析，表明了城市生活垃圾堆肥发酵中微生物菌群的变化规律，温度与微生物菌群的相关性，指出了高温微生物菌群数量影响堆肥的效率。建议在静态一次堆肥发酵周期中，增加通气量和翻堆频率，有利于增强微生物菌群的活力和提高堆肥质量。
关键词：生活垃圾；微生物菌群；堆肥化
当今社会，世界各国都面临固体有机废弃物处理的难题。社会经济的快速发展，促进了城市规模化和农村城镇化的发展，随之而来的城市生活垃圾的产生量也迅速增长，福建省至2003年底，全省23个大、中城市生活垃圾年产生量约250万吨，年平均递增4.49％左右，高于全国年平均递增速度1倍多（全国年递增速度为2.03％），如果按这样增长速度测算，2005年全省生活垃圾产生量将达到274万吨[1]。城市垃圾大量产生造成的垃圾污染将制约社会经济的稳步发展，同时也严重危害城乡居民的健康。因此，对城市生活垃圾的科学处理已成为各级政府不可忽视的重要课题。陈礼勇通过调查分析认为多位一体综合处理是城市生活垃圾末端消纳的最佳途径，即对混合垃圾进行分检，然后对不同垃圾成分，采用不同的处理方式，即无机物填埋、可燃物焚烧、易腐有机物进行堆肥化处理[2]。从我省垃圾成份结构调查表明，随着居民生活能源结构的改变，燃气户的普及，易腐有机垃圾含量占城市生活垃圾比例呈上升趋势，我省主要城市易腐有机垃圾含量已超过30％[1，3]。当前，国内外对城市垃圾处理有填埋、焚烧、堆肥等主要方法[2，4]，从资源回收和节能的角度看，堆肥是解决城市易腐有机垃圾一条值得重视的途径[5]，利用堆肥法处理有机垃圾是有机垃圾无害化的关键，而微生物是堆肥发酵的主体，其数量变化对有机垃圾的发酵效果影响很大[6]，但微生物生长又与地域气候条件关系密切，而福建省目前在这方面的研究还是空白。本文借助石狮市垃圾处理厂工程实例进行研究堆肥发酵过程中主要微生物的菌群分布与数量的变化，分析与探讨堆肥发酵过程中微生物的变化规律，进而为固体有机废弃物的堆肥发酵和工艺控制提供科学指导依据。
1材料与方法
1.1石狮生活垃圾的组成结构
石狮市是福建省经济较发达城市，石狮市统计人口为29.29万人，其中非农业人口为9.13万人，2003年的垃圾产生量达460吨，其中工业垃圾占62％，居民生活垃圾及市场垃圾占38％。居民炊事基本上实现了燃气化，垃圾中的煤渣、灰土主要来自建筑垃圾及企业中的煤渣，建筑垃圾及企业中的煤渣通过管理从进厂垃圾中剔除后，其进厂垃圾93.8％是可燃物，其中易腐有机物占34.4％（表1）。
表1石狮市混合生活垃圾成分组成

1.2石狮市垃圾处理工艺流程
石狮市垃圾处理厂是福建省第一家BOT项目，由石狮鸿峰环保生物工程有限公司承担实施，其末端处理技术，基本是采用三位一体模式，即可燃物——焚烧处理，易腐有机物——堆肥发酵，无机渣土——填埋处理（或建筑填方），其工艺流程如图1：

图1垃圾处理工艺流程图
1.3垃圾堆肥方法
一次发酵仓长、宽、高尺寸为12m×4m×5m，低部设强制通风沟及垃圾渗滤液排放沟，垃圾进仓后，第3d开始强制通风，每日通风3次，每次间隔7.5h，供气0.5h，每次供气量约为5m3/m3（垃圾），则每天供气量为15m3/m3（垃圾）•d。
1.4垃圾样品采集方法
从一次发酵仓发酵第20d的垃圾堆体中分别取上层、中层、下层区域的垃圾样品，然后用四分法将各发酵的有机垃圾样品装袋。
1.5微生物菌群的分离
1.5.1培养基
①放线菌培养基：改良高氏培养基；②细菌培养基：蛋白胨牛肉膏培养基；③真菌培养基：Czapek培养基。
1.5.2菌悬液的制备
将各样品称取10g，放入加有20粒玻璃珠的90ml无菌水三角瓶中，振荡20min，使样品中的微生物充分且均匀分布于液体中，再将三角瓶中的母液取1ml，按10倍系列稀释至10-7。
1.5.3微生物的培养
采用倒平板法分离微生物。从不同稀释度的菌悬液中各取1ml加入无菌培养皿中，再倒入培养基中混匀，每一稀释度重复三次，无菌水为空白对照。微生物按细菌、放线菌、真菌三类分别培养。
1.5.4微生物的观察
在30℃下培养2~5d，观察菌落特征及个体形态，区分各类微生物菌群。
2结果与讨论
2.1一次堆肥处理的垃圾原料成分